林寶妹 邱珊蓮 鄭開斌

摘 要：為篩選蠶豆最佳的干燥方式，以蠶豆為研究對象，研究熱風(fēng)干燥和真空冷凍干燥兩種不同干燥方式對其基本營養(yǎng)成分和氨基酸品質(zhì)的影響，并采用氨基酸比值系數(shù)法評價其營養(yǎng)價值。結(jié)果表明：真空冷凍干燥蠶豆、蛋白質(zhì)、脂肪和粗纖維含量極顯著低于熱風(fēng)干燥蠶豆（P<0.01），淀粉和灰分含量無顯著差異（P>0.05），氨基酸總量極顯著高于熱風(fēng)干燥蠶豆（P<0.01）;兩種不同方式干燥的蠶豆都含有17種氨基酸，包括7種人體必需氨基酸，第一限制氨基酸均為蛋氨酸和半胱氨酸，熱風(fēng)干燥蠶豆的SRC值和EAAI值高于真空冷凍干燥，即熱風(fēng)干燥蠶豆的氨基酸組成比例更接近FAO/WHO標(biāo)準(zhǔn)模式譜，營養(yǎng)價值更高。蠶豆采用熱風(fēng)干燥有利于營養(yǎng)成分保留，且氨基酸品質(zhì)更佳。

關(guān)鍵詞：蠶豆;干燥方式;營養(yǎng)成分;氨基酸評價

中圖分類號：S 643.6 ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? 文章編號：0253-2301（2021）06-0052-06

DOI： 10.13651/j.cnki.fjnykj.2021.06.009

Abstract： In order to select the best drying method of Vicia faba， the effects of two different drying methods including the hot-air drying and the vacuum freezing drying on the basic ?nutrients and the quality of amino acid of Vicia faba were studied. And the nutritional value was evaluated by using the score of ratio coefficient of amino acid （SRCAA）. The results showed that the protein， fat and crude fiber contents of broad bean dried with the vacuum freezing drying were extremely significant lower than those of Vicia faba dried with the hot-air drying （P<0.01）， while the starch and ash contents had no significant differences （P>0.05）. And the total amino acid content was extremely significant higher than that of Vicia faba dried with the hot-air drying （P<0.01）. Vicia faba dried with the two different drying methods both contained 17 kinds of amino acids， including 7 kinds of essential amino acids. And the first limiting amino acids were both methionine and cysteine. The SRC value and EAAI value of Vicia faba dried with the hot-air drying were higher than those of Vicia faba dried with the vacuum freezing drying， showing that the composition ratio of amino acids in Vicia faba dried with the hot-air drying was closer to the FAO/WHO standard pattern spectrum， and the nutritional value was higher. It was beneficial for the retention of nutrients in Vicia faba dried with the hot-air drying and the quality of amino acids would be better.

Key words： Vicia faba; Drying method; Nutrient; Amino acid evaluation

蠶豆Vicia faba Linn為豆科野豌豆屬一年生草本植物，又名胡豆、扁豆、羅漢豆，在歐洲、非洲、亞洲等地區(qū)廣泛種植[1-2]。蠶豆含有多種營養(yǎng)成分，如蛋白質(zhì)、糖類、膳食纖維、維生素和礦物質(zhì)等，其中蛋白質(zhì)含量達(dá)27.00%～34.00%，與動物蛋白含有膽固醇不同，蠶豆中只含有豆固醇，可避免攝入過多的膽固醇而有利于健康，是一種重要的植物蛋白資源[1-3]。但是蠶豆中也含有多種抗?fàn)I養(yǎng)因子如單寧、凝集素、植酸、低聚糖和消化酶（胰蛋白酶、糜蛋白酶和α-淀粉酶）抑制劑等，這些抗?fàn)I養(yǎng)因子會影響人體及動物對蠶豆?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收而降低其營養(yǎng)價值[4]。目前，降低或者消除抗?fàn)I養(yǎng)因子含量的方法主要有進(jìn)行發(fā)芽處理可降低抗?fàn)I養(yǎng)因子的整體水平;進(jìn)行高溫處理可破壞縮合單寧結(jié)構(gòu)，降低消化酶抑制劑活性;進(jìn)行生料發(fā)酵也可破壞部分消化酶[5]。蠶豆經(jīng)過抗?fàn)I養(yǎng)因子降低或消除手段后便可進(jìn)一步加工利用。常見的蠶豆加工產(chǎn)品以蠶豆干制品為主，利用形式主要為蠶豆完整籽粒如蠶豆罐頭、膨化蠶豆、五香豆、怪味蠶豆等，這些均為市場上流通較多的加工制品[3]。蠶豆粉也是蠶豆加工利用的一個重要方式，因不需要完整的蠶豆籽粒，對一些保存不完整的蠶豆也可充分利用而被廣泛利用。蠶豆所含氨基酸種類齊全，含有人體所需的8種必需氨基酸，可以將蠶豆粉添加到面粉中改善面條營養(yǎng)組成、淀粉結(jié)構(gòu)，改善面團(tuán)擠壓特性等[3，6];蠶豆粉還可作為飼料中的蛋白源，降低飼料價格[7]。蠶豆粉在加工利用前一般需要經(jīng)過干燥處理。吳海虹等[8]以膨化率和葉綠素保存率為指標(biāo)，采用正交試驗優(yōu)化了蠶豆真空微波干燥工藝，工藝條件為蠶豆初始含水率46.02%、微波功率6 W·g-1、真空度0.08 MPa。張芳等[9]以產(chǎn)品含水率、膨化度和色澤為指標(biāo)優(yōu)化了蠶豆冷凍真空干燥工藝，得出蠶豆最佳冷凍真空干燥工藝條件為冷凍后含水率50%、干燥溫度85℃、時間120 min。而不同干燥工藝對蠶豆?fàn)I養(yǎng)成分的影響研究極少。因此，本研究通過發(fā)芽和水煮降低蠶豆中的抗?fàn)I養(yǎng)因子水平后，采用熱風(fēng)干燥和真空冷凍干燥兩種不同干燥方式對水煮蠶豆進(jìn)行干燥處理，測定氨基酸、蛋白質(zhì)、脂肪、灰分、粗纖維、淀粉等營養(yǎng)成分含量，并進(jìn)行氨基酸品質(zhì)比較分析，篩選出最佳干燥方式，以期為蠶豆的開發(fā)利用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 ?試驗材料

蠶豆：所用蠶豆品種為陵西一寸，粒長2.4～3.0 cm，籽粒黃褐色， 長橢圓形，千粒重1.80～2.10 kg。

蠶豆干燥粉和凍干粉：按照1.3.2和1.3.3處理所得，基本營養(yǎng)成分如表1所示。

試驗試劑：濃鹽酸、硫酸、硼酸、苯酚、檸檬酸鈉、氫氧化鈉、硫酸銅、硫酸鉀、碘化鉀、碘、淀粉酶、石油醚、乙醚、甲苯、三氯甲烷、酒石酸鉀鈉、亞鐵氰化鉀、葡萄糖、乙酸鎂、甲基紅指示劑、溴甲酚綠指示劑、亞甲基藍(lán)指示劑。

1.2 ?主要儀器設(shè)備

凱氏定氮儀：BYSTUDK142（意大利VELP公司），氨基酸分析儀：L8800（日本日立高新技術(shù)公司），索氏抽提器：BSXT06150（上海蘭儀實業(yè)有限公司），真空冷凍干燥機(jī)：Pilot58E（北京博醫(yī)康實驗儀器有限公司）;熱風(fēng)干燥箱：GZX9246MBE（上海博迅實業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠）;粉碎機(jī)：WBL2521H（佛山美的集團(tuán)）;電磁爐：C21RH2133S（佛山美的集團(tuán)）。

1.3 ?試驗方法

1.3.1 ?樣品處理 蠶豆干籽粒浸泡于超純水中12 h，清洗干凈，瀝干，置培養(yǎng)箱25℃催芽24 h，將催芽后的蠶豆籽粒置于鍋中，加超純水沒過蠶豆，電磁爐加熱功率調(diào)為2100 W，煮沸后加熱功率調(diào)至1200 W繼續(xù)加熱25 min至蠶豆熟透，水煮結(jié)束后撈出蠶豆晾涼。

1.3.2 ?熱風(fēng)干燥 將蠶豆平鋪在瓷盤上置于熱風(fēng)干燥箱中，60℃烘干（考慮營養(yǎng)成分保留問題采用中低溫進(jìn)行干燥）48 h后取出稱重，再放入干燥箱中繼續(xù)烘干30 min，取出稱重，至兩次稱重差小于0.002 g后取出，于粉碎機(jī)中粉碎30 s，過40目篩獲得蠶豆干燥粉，待測。

1.3.3 ?真空冷凍干燥 將蠶豆平鋪于凍干機(jī)專用托盤中，首先對制品預(yù)凍至-40℃，當(dāng)樣品溫度達(dá)到-40℃后開始計時2 h;預(yù)凍結(jié)束后，在冷阱溫度降至-60℃，真空度降至60 Pa以下后，運行凍干程序如表2所示。取出稱重，至兩次稱重差小于0.002 g后取出，干燥后的蠶豆籽粒于粉碎機(jī)中粉碎30 s，過40目篩獲得蠶豆凍干粉，待測。

1.3.4 ?營養(yǎng)成分測定 氨基酸（GB5009.124-2016《食品中氨基酸的測定》）[10];蛋白質(zhì)（GB5009.5-2016《食品中蛋白質(zhì)的測定》）[11];淀粉（GB5009.9-2016《食品中淀粉的測定》）[12];水分（GB5009.3-2016《食品中水分的測定：第一法直接干燥法》）[13];粗纖維（GB/T 5009.10-2003《植物類食品中粗纖維的測定》）[14];灰分（GB 5009.4-2016《食品中灰分的測定》）[15];脂肪（GB 5009.6-2016《食品中脂肪的測定：第一法索氏抽提法》）[16]，樣品平行測定3次。

1.4 氨基酸評價方法

參照謝麗源等[17]和陳蓬鳳等[18]的方法，根據(jù)1973年WHO/FAO修訂的理想蛋白質(zhì)人體必需氨基酸模式譜計算樣品的下列指標(biāo)：

1）必需氨基酸含量（EAA）=樣品中必需氨基酸含量/總氨基酸含量;

2）氨基酸比值（RAA）=樣品中必需氨基酸的EAA值模式譜中氨基酸的相應(yīng)EAA值;

3）氨基酸比值系數(shù)（RC）=RAA/RAA平均數(shù);

4）比值系數(shù)分（SRC）=100-CV×100，其中CV為RC的變異系數(shù);

5）必需氨基酸指數(shù)（EAAI）=77種必需氨基酸RAA乘積×100

1.5 數(shù)據(jù)處理

試驗數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel 2007計算各參數(shù)的平均值和標(biāo)準(zhǔn)誤差，數(shù)據(jù)結(jié)果采用±SD表示;采用SPSS 22.0統(tǒng)計軟件進(jìn)行單因素方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 基本營養(yǎng)成分含量

以熱風(fēng)干燥和真空冷凍干燥兩種不同干燥方式獲得的蠶豆粉的基本營養(yǎng)成分含量如表1 所示。由表1可知，淀粉是蠶豆中含量最高的營養(yǎng)成分，其次是蛋白質(zhì)，二者含量總和可達(dá)77.71%～78.32%，脂肪含量最低。從豆類中分離出來的蛋白質(zhì)因其水溶性、乳化性和起泡性等特性可作為功能性組分改善多種食品如焙烤類、肉類或擠壓類制品等的質(zhì)地、口感和營養(yǎng)價值，此外還可以與其他谷物食品搭配起到蛋白質(zhì)互補的作用從而引起廣泛關(guān)注[19]。蠶豆蛋白含量低于大豆（31.90%～44.50%）[20]和黑豆（40.00%）[21]，但高于紅腰豆（25.78%±0.77%）[22]和部分豌豆品種（20.61%～36.37%）[23]，可作為一種植物蛋白資源加以利用。但不同干燥方式對蠶豆粉基本營養(yǎng)成分含量具有較大的影響。采用SPSS 22.0統(tǒng)計軟件對各成分含量進(jìn)行單因素方差分析，分析結(jié)果顯示，蠶豆干燥粉的蛋白質(zhì)、粗纖維和脂肪含量極顯著高于蠶豆凍干粉（P<0.01），灰分和淀粉含量無顯著差異（P>0.05）。說明熱風(fēng)干燥能更好地保留蠶豆的營養(yǎng)成分，且熱風(fēng)干燥具有處理量大、操作簡單和干燥費用低等方面的優(yōu)點，適用于蠶豆干燥加工[24]。

2.2 氨基酸含量

經(jīng)過兩種不同干燥方式處理后的蠶豆氨基酸組成及含量如表3所示。由表3可知，除色氨酸在酸水解中破壞未能檢測外，蠶豆干燥粉和蠶豆凍干粉都能檢測到17種氨基酸，包括7種必需氨基酸和10種非必需氨基酸。蠶豆粉的EAA/TAA值為35.41%～35.50%，EAA/NEAA值為54.81%～55.04%，均低于FAO/WHO標(biāo)準(zhǔn)模式譜中理想蛋白源的EAA/TAA值（40%）和EAA/NEAA值（>60%）。單因素方差分析結(jié)果顯示，除半胱氨酸和蛋氨酸外，蠶豆凍干粉的15種氨基酸含量均極顯著高于蠶豆干燥粉（P<0.01），蠶豆凍干粉的氨基酸總量比蠶豆干燥粉高10.52%，說明不同干燥方式對蠶豆粉中的氨基酸總量有顯著影響，熱風(fēng)干燥處理后蠶豆的氨基酸總量損失略高于真空冷凍干燥處理，這可能是因為熱風(fēng)干燥溫度較高促進(jìn)蛋白質(zhì)分解，而真空冷凍干燥因為溫度較低又隔絕空氣從而有效防止蛋白質(zhì)損失[25]。

另外，兩種干燥方式下的蠶豆粉均顯示谷氨酸含量最高，其次為天冬氨酸、精氨酸和亮氨酸，蛋氨酸含量最低。由表4可知，谷氨酸和天冬氨酸是呈鮮味的特征性氨基酸，二者的總和占氨基酸總量的30.86 %和30.81%，高于豌豆（22.82%～30.44 %）， 略高于蕓豆（28.07%～29.71%）[26-27]。蠶豆粉的甜味氨基酸與總氨基酸的比值為17.15%和17.09 %，與黑豆（17.56%）和青豆（17.17%）接近[27]。此外，蠶豆粉還含有包括苯丙氨酸和酪氨酸的芳香族氨基酸，是蠶豆粉鮮甜味道和芳香氣味的來源，但干燥方式對蠶豆中鮮甜味氨基酸占比影響較小。

2.3 氨基酸的評價

采用氨基酸比值系數(shù)法，根據(jù)1973年聯(lián)合國糧農(nóng)組織（FAO）以及世界衛(wèi)生組織（WHO）共同修訂的理想蛋白質(zhì)人體必需氨基酸模式譜對兩種干燥方式下的蠶豆粉中的7種必需氨基酸進(jìn)行評價[28]，見表5和表6。由各氨基酸的EAA值計算得出對應(yīng)的RAA、RC和SRC，根據(jù)各氨基酸的RAA值計算蛋白質(zhì)的EAAI值，可對蠶豆蛋白質(zhì)的氨基酸品質(zhì)進(jìn)行評價。因半胱氨酸是蛋氨酸的代謝中間產(chǎn)物，二者合并計算。苯丙氨酸羥化可形成酪氨酸，二者也合并計算。

氨基酸的種類、含量和所占比例均影響蛋白質(zhì)的營養(yǎng)價值，根據(jù)氨基酸平衡理論，當(dāng)RC值等于1時，說明該氨基酸含量與模式譜一致，大于或者小于1時說明該氨基酸相對過?；虿蛔?，RC值最小的為第一限制氨基酸[29]。由表5可知，蠶豆中蘇氨酸、纈氨酸和異亮氨酸含量與模式譜幾乎一致;亮氨酸、苯丙氨酸和酪氨酸含量略高于模式譜;賴氨酸的RC值最大，為過剩氨基酸。蠶豆粉中蛋氨酸和半胱氨酸RC值最小，為第一限制氨基酸，該結(jié)果與多種雜豆如綠豆、紅豆、豌豆等相似，含硫氨基酸即蛋氨酸和半胱氨酸含量均相對不足[30]。

氨基酸評價指標(biāo)SRC和EAAI即氨基酸比值系數(shù)分和蛋白質(zhì)的必需氨基酸指數(shù)，SRC值和EAAI值等于100時，說明氨基酸組成與模式譜一致，SRC值和EAAI值越大說明營養(yǎng)價值越高[29，31]。由表6可知，兩種干燥方式蠶豆粉的SRC值為65.21～67.37，EAAI值為19.23～48.30，均說明蛋白質(zhì)營養(yǎng)價值一般;蠶豆凍干粉的SRC值和EAAI值均低于蠶豆干燥粉，說明熱風(fēng)干燥方式下獲得的蠶豆粉氨基酸組成優(yōu)于真空冷凍干燥，即氨基酸品質(zhì)更佳。

3 結(jié)論

本研究采用熱風(fēng)干燥和真空冷凍干燥兩種不同干燥方式對水煮蠶豆進(jìn)行干燥處理并測定兩種蠶豆粉基本營養(yǎng)成分和氨基酸含量。結(jié)果表明，蠶豆淀粉含量高，脂肪含量低，并含有17種氨基酸，包括7種人體必需氨基酸，兩種不同干燥方式下蠶豆粉的第一限制氨基酸均為蛋氨酸和半胱氨酸。不同干燥方式下蠶豆粉的基本營養(yǎng)成分含量及氨基酸品質(zhì)具有明顯差異，蠶豆干燥粉的基本營養(yǎng)成分總量顯著高于蠶豆凍干粉（P<0.05），蠶豆干燥粉的蛋白質(zhì)氨基酸組成優(yōu)于蠶豆凍干粉，更接近FAO/WHO模式譜，營養(yǎng)價值更高。綜上所述，蠶豆采用熱風(fēng)干燥有利于營養(yǎng)成分保留，且氨基酸品質(zhì)更佳。

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（責(zé)任編輯：柯文輝）